Le rôle crucial de la protéine de liaison à l’ARN RBPMS dans les cellules musculaires lisses vasculaires

Contexte académique

Les cellules musculaires lisses vasculaires (Vascular Smooth Muscle Cells, VSMCs) constituent les principaux éléments structurels des grandes artères. Dans les vaisseaux sanguins sains, les VSMCs possèdent un phénotype contractile mature, responsable de la régulation de la tension vasculaire et du flux sanguin. Cependant, les VSMCs présentent une plasticité phénotypique : en cas de lésion de la paroi vasculaire ou de maladies cardiovasculaires (comme l’athérosclérose ou l’hypertension), elles se dédifférencient en un état mésenchymateux plus prolifératif et synthétique. Cette transition phénotypique s’accompagne de changements majeurs dans le transcriptome cellulaire, notamment la perte de marqueurs de contraction. Bien que les réseaux moléculaires définissant le phénotype des VSMCs se concentrent principalement sur l’expression de marqueurs au niveau transcriptionnel, le rôle de la régulation post-transcriptionnelle (comme l’épissage de l’ARN) dans le phénotype des VSMCs reste largement inexploré.

Les protéines de liaison à l’ARN (RNA-binding proteins, RBPs) jouent un rôle crucial dans les processus de régulation post-transcriptionnelle, tels que l’épissage de l’ARN. RBPMS (RNA Binding Protein with Multiple Splicing) est une protéine de liaison à l’ARN dont des études antérieures ont montré qu’elle induit des événements d’épissage liés à la différenciation dans les VSMCs de rat. Cependant, son rôle dans les VSMCs humains reste mal compris. Cette étude vise à explorer le rôle de RBPMS dans la régulation de l’épissage dans les VSMCs dérivées de cellules souches embryonnaires humaines (hESC-VSMCs) et à révéler son impact sur le phénotype des VSMCs.

Source de l’article

Cet article a été co-écrit par Aishwarya G. Jacob, Ilias Moutsopoulos, Alex Petchey, Rafael Kollyfas, Vincent R. Knight-Schrijver, Irina Mohorianu, Sanjay Sinha et Christopher W.J. Smith du Département de biochimie de l’Université de Cambridge. La recherche a été publiée en 2024 dans la revue Cardiovascular Research, sous le titre “RNA binding protein with multiple splicing (RBPMS) promotes contractile phenotype splicing in human embryonic stem cell–derived vascular smooth muscle cells”.

Méthodologie et résultats

1. Établissement du modèle hESC-VSMCs et analyse de l’expression de RBPMS

L’étude a d’abord utilisé des cellules souches embryonnaires humaines (hESC) pour différencier les VSMCs. En utilisant deux voies de différenciation, la crête neurale (neural crest, NC) et le mésoderme latéral (lateral plate mesoderm, LM), les chercheurs ont obtenu des VSMCs et ont observé que ces cellules présentaient des modèles d’épissage partiellement différenciés, tandis que les niveaux de protéine RBPMS étaient faibles. Les chercheurs ont émis l’hypothèse que RBPMS pourrait être associée aux VSMCs matures, alors que son expression est faible dans les hESC-VSMCs.

2. Impact de la surexpression de RBPMS sur les modèles d’épissage

Pour étudier le rôle de RBPMS dans les VSMCs humaines, les chercheurs ont construit une plateforme de surexpression inductible de RBPMS. En insérant un construct fusionnant RBPMS à la GFP dans le génome des hESC, ils ont réussi à induire la surexpression de RBPMS. En utilisant la cytométrie en flux pour trier les cellules exprimant fortement ou faiblement RBPMS, et en réalisant une analyse de séquençage de l’ARN, ils ont découvert que la surexpression de RBPMS induisait des modèles d’épissage similaires à ceux des VSMCs matures. Par exemple, RBPMS a significativement augmenté les événements d’épissage de gènes tels que l’actine et la vinculine, fréquemment observés dans les VSMCs matures.

3. Synergie fonctionnelle entre RBPMS et RBFox2

Les chercheurs ont également découvert que RBPMS agit en synergie avec un autre facteur d’épissage, RBFox2, pour réguler les événements d’épissage. En réduisant l’expression de RBFox2, ils ont constaté que certains événements d’épissage induits par RBPMS dépendaient de RBFox2. Les données de séquençage de l’ARN ont montré que RBPMS et RBFox2 co-régulent plusieurs gènes liés au cytosquelette et à la fonction contractile.

4. Impact de RBPMS sur le phénotype des VSMCs

Les chercheurs ont également observé que la surexpression de RBPMS réduisait significativement la motilité et la capacité de prolifération des hESC-VSMCs, ce qui correspond au phénotype des VSMCs matures. Grâce à l’imagerie cellulaire en temps réel et à des expériences de marquage par EdU, ils ont confirmé que la surexpression de RBPMS inhibait la prolifération des VSMCs et réduisait la proportion de cellules entrant en phase S.

Conclusion et implications

Cette étude démontre que RBPMS, en régulant les événements d’épissage de l’ARN, joue un rôle clé dans la formation du phénotype contractile mature des VSMCs humaines. RBPMS se lie directement à l’ARN pour réguler l’épissage et agit en synergie avec RBFox2 pour co-réguler plusieurs gènes liés au cytosquelette et à la fonction contractile. De plus, la surexpression de RBPMS réduit significativement la motilité et la prolifération des VSMCs, soutenant davantage son rôle crucial dans le maintien du phénotype des VSMCs matures.

Cette recherche révèle un nouveau mécanisme de régulation du phénotype des VSMCs par RBPMS, offrant de nouvelles perspectives pour comprendre la pathogenèse des maladies cardiovasculaires. Le réseau de régulation de l’épissage induit par RBPMS pourrait devenir une cible thérapeutique potentielle pour le traitement des maladies cardiovasculaires à l’avenir.

Points forts de la recherche

1. Première étude sur le rôle de RBPMS dans l’épissage des VSMCs humaines : Cette étude est la première à explorer systématiquement la fonction de RBPMS dans les VSMCs humaines, comblant une lacune dans ce domaine de recherche.
2. Synergie entre RBPMS et RBFox2 : L’étude révèle que RBPMS agit en synergie avec RBFox2 pour réguler les événements d’épissage, mettant en lumière la complexité des réseaux de régulation de l’épissage.
3. Impact significatif de RBPMS sur le phénotype des VSMCs : La surexpression de RBPMS réduit significativement la motilité et la prolifération des VSMCs, fournissant de nouvelles preuves expérimentales pour comprendre la transition phénotypique des VSMCs.

Autres informations utiles

Le modèle hESC-VSMCs utilisé dans cette étude fournit un outil puissant pour étudier la différenciation et la fonction des VSMCs humaines. De plus, la plateforme de surexpression de RBPMS développée par les chercheurs offre un nouvel outil technique pour étudier le rôle des protéines de liaison à l’ARN dans les VSMCs.

Cette recherche approfondit non seulement la compréhension des mécanismes de régulation du phénotype des VSMCs, mais ouvre également de nouvelles voies pour le traitement des maladies cardiovasculaires.